基于數(shù)字成像技術(shù)對(duì)拳擊運(yùn)動(dòng)員心臟功能評(píng)價(jià)

基于數(shù)字成像技術(shù)對(duì)拳擊運(yùn)動(dòng)員心臟功能評(píng)價(jià)

蔡建

(鄭州大學(xué) 體育學(xué)院，河南 鄭州450044)

摘要：研究目的：采用超聲心動(dòng)圖組織多普勒數(shù)字成像(tissue Doppler imaging，TDI)技術(shù)，評(píng)價(jià)拳擊運(yùn)動(dòng)員左室局部心肌功能。研究方法：90例青年專業(yè)拳擊運(yùn)動(dòng)員和90例健康志愿者，TDI技術(shù)檢測(cè)左室壁射血期和舒張?jiān)缙诜逯邓俣萔s和Ve，比較兩組相對(duì)應(yīng)節(jié)段之間Vs和Ve的差異。結(jié)果：運(yùn)動(dòng)員組Vs和Ve均大于對(duì)照組，其中Vs在5個(gè)節(jié)段、Ve在14個(gè)節(jié)段運(yùn)動(dòng)員組顯著大于對(duì)照組(均P< 0.05)。結(jié)論：運(yùn)動(dòng)員左室壁心肌舒張功能普遍增加，收縮功能亦有增加的趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：拳擊運(yùn)動(dòng)員；超聲心動(dòng)圖；組織多普勒成像；心肌速度

中圖分類號(hào)：G804.2

收稿日期：2015-03-12

作者簡介：蔡建(1972-)，男，河南信陽人，講師，研究方向拳擊教學(xué)與訓(xùn)練。

Assessment of regional myocardial function of boxers by Doppler tissue imaging

CAI Jian

(SchoolofP.E.,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450044,Henan,China)

Abstract:Objective:To assess the regional myocardial function of left ventricle of boxers by Doppler tissue imaging (DTI).Methods: DTI was performed in each of the 16 segments of left ventricular (LV) walls in 90 boxers (athlete group) and 90 normal subjects (control group). Segmental myocardial peak velocities during ejection (Vs) and relaxation (Ve) were compared between the two groups.Results:Both of Vs and Ve in the athlete group were higher than those in the control group according to the data. There were significant differences in 5 LV segments of Vs and in 14 LV segments of Ve between the two groups (all P<0.05). Conclusion: The professional athletes' diastolic function of left ventricular wall has increased and a trend of increase in systolic function is shown.

Key words:track and field athletes; echocardiography; Doppler tissue imaging; myocardial velocity

運(yùn)動(dòng)員心臟(Athlae’s Heart)是運(yùn)動(dòng)生理學(xué)研究的重要課題之一，目前對(duì)運(yùn)動(dòng)員心臟形態(tài)和功能的變化已經(jīng)進(jìn)行了廣泛研究[1-2]。超聲心動(dòng)圖是近年來最常應(yīng)用的無創(chuàng)研究方法，許多學(xué)者應(yīng)用該方法對(duì)運(yùn)動(dòng)員心臟的形態(tài)和血流動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)長期訓(xùn)練可引起心臟形態(tài)和功能的變化[3-4]。既往研究多注重于探討運(yùn)動(dòng)員心臟整體功能的改變，本研究通過TDI技術(shù)對(duì)拳擊運(yùn)動(dòng)員心肌局部的運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行檢測(cè)，從而全面評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員的心肌功能。

1研究對(duì)象與方法

1.1研究對(duì)象

運(yùn)動(dòng)員組包括90例青年專業(yè)拳擊運(yùn)動(dòng)員；其中河南省體工大隊(duì)重競技中心集訓(xùn)隊(duì)隊(duì)員40人；河北省拳擊隊(duì)30人；武漢體育學(xué)院拳擊隊(duì)20人。對(duì)照組為90例為鄭州輕工業(yè)職業(yè)學(xué)院大二年級(jí)男生，兩組對(duì)象的一般情況見表1。

1.2研究方案

根據(jù)專業(yè)運(yùn)動(dòng)員情況選擇與年齡、性別匹配的健康志愿者，均未接受過長期專業(yè)體育訓(xùn)練。參與者均排除糖尿病、心臟病、高血壓等家族史及病史，常規(guī)心電圖、超聲心動(dòng)圖均在正常范圍。對(duì)所有受試者采用靜臥狀態(tài)下對(duì)二維TDI模式呈現(xiàn)圖像截圖儲(chǔ)存，為避免測(cè)試誤差，對(duì)每位受試者30日內(nèi)檢測(cè)3次。

1.3研究方法

儀器采用GE Vivid 7型彩色多普勒超聲診斷儀，探頭頻率為2.5～5 MHz，所有測(cè)試數(shù)據(jù)以動(dòng)態(tài)二維TDI圖像形式存儲(chǔ)，儀器支持即時(shí)或脫機(jī)進(jìn)行定量分析處理。所有研究對(duì)象均靜息狀態(tài)下左側(cè)臥位，以二維TDI模式呈現(xiàn)圖像，幀頻調(diào)至最大，成像標(biāo)準(zhǔn)要求在整個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)均能完整顯示左室室壁，盡量縮小圖像取樣框，且要求測(cè)試者呼氣末暫停呼吸，于心尖四腔、兩腔和心尖左室長軸切面各采集3個(gè)心動(dòng)周期動(dòng)態(tài)圖像。根據(jù)美國超聲心動(dòng)圖協(xié)會(huì)推薦的左室16節(jié)段模型劃分左室壁。切換至TDI定量分析功能，取樣容積(4×4 mm)分別置于左室壁各節(jié)段心肌中層，顯示相應(yīng)的長軸方向時(shí)間-速度曲線。分別測(cè)量各節(jié)段射血期和舒張?jiān)缙诜逯邓俣萔s和Ve。兩組之間分別比較相對(duì)應(yīng)節(jié)段之間Vs和Ve的差異。

1.4統(tǒng)計(jì)方法

數(shù)據(jù)為3個(gè)心動(dòng)周期的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，并采用SPSS 15.0軟件進(jìn)行等方差t檢驗(yàn)。

2結(jié)果與分析

對(duì)圖像進(jìn)行定性觀察分析發(fā)現(xiàn)：兩組對(duì)象左室壁主要包括3個(gè)速度峰，即射血期的s峰、舒張?jiān)缙诘膃峰和房縮期的a峰，且各節(jié)段的時(shí)間-速度曲線形態(tài)相似，所有左室壁收縮和舒張運(yùn)動(dòng)速度均表現(xiàn)為自基底向心尖遞減趨勢(shì)，即基底 > 中部 > 心尖(圖1)。

圖1　正常人左室心肌的DTI時(shí)間-速度曲線

3條時(shí)間-速度曲線分別來自左室下壁基底(黃色)、中部(藍(lán)色)和心尖(紅色)3個(gè)取樣部位；正常心肌時(shí)間-速度曲線上主要有3個(gè)明顯的速度峰，即射血期的s峰、舒張?jiān)缙诘膃峰和房縮期的a峰。

表1　兩組研究對(duì)象的一般情況

注：與對(duì)照組比較，#表示P<0.05。

定量分析(表2)，兩組對(duì)象相對(duì)應(yīng)的室壁節(jié)段之間比較，運(yùn)動(dòng)員組Vs和Ve數(shù)值上均大于對(duì)照組。其中Vs在側(cè)壁的基底和中部、前壁的基底、后壁的基底和中部5個(gè)節(jié)段，運(yùn)動(dòng)員組顯著大于對(duì)照組(均P<0.05)；Ve在14個(gè)節(jié)段(除外前間隔中部和后間隔心尖)運(yùn)動(dòng)員組顯著大于對(duì)照組(均P<0.05)。

表2　運(yùn)動(dòng)員組與對(duì)照組之間左室壁16個(gè)節(jié)段射血期和舒張?jiān)缙诜逯邓俣?V s和V e)的比較(cm/s)

注：與對(duì)照組比較，#表示P<0.05。

3討論

TDI是一項(xiàng)以多普勒原理為基礎(chǔ)的、檢測(cè)心肌運(yùn)動(dòng)速度的超聲顯像技術(shù)，具有簡便、無創(chuàng)、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于評(píng)價(jià)心臟整體和局部功能[5-6]。TDI是把彩色多普勒顯像技術(shù)用于心肌運(yùn)動(dòng)顯像，它通過濾除高頻移、低振幅的血流信號(hào)，保留低頻移、高振幅的心肌運(yùn)動(dòng)信號(hào)，對(duì)心肌組織進(jìn)行顯像，其圖像不依賴組織反射回波信號(hào)的振幅，也不受前方組織衰減或心內(nèi)膜邊界能否清晰顯示的影響，因而對(duì)透聲條件較差的患者同樣能夠較準(zhǔn)確地分析、判斷室壁功能。TDI技術(shù)不受心臟前后負(fù)荷的影響，其通過測(cè)量局部室壁心肌的的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)速度反映局部心肌的收縮和舒張功能，射血期心肌峰值收縮速度與局部心肌的收縮功能密切相關(guān)，心肌功能受損時(shí)，收縮速度減低，收縮波在心電圖QRS波之后，反映心室射血過程中心肌的收縮運(yùn)動(dòng)，因此檢測(cè)局部心肌Vs可以評(píng)價(jià)收縮功能。舒張?jiān)缙诓ㄔ谛碾妶DT波之后，舒張?jiān)缙谛募∵\(yùn)動(dòng)源于心肌的松弛功能，其舒張速度大小反映心室快速充盈期心肌的主動(dòng)舒張能力，因此檢測(cè)局部心肌Ve可以評(píng)價(jià)舒張功能。本研究應(yīng)用TDI技術(shù)檢測(cè)Vs和Ve，評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員與普通人左室心肌功能的差異。

運(yùn)動(dòng)員心臟重塑是長期高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練導(dǎo)致室壁增厚，是心肌生理適應(yīng)性的結(jié)果，其可表現(xiàn)為心臟重量增加，心室壁增厚，心臟收縮及舒張功能增強(qiáng)，心室順應(yīng)性提高，心臟儲(chǔ)備能力提高。運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)所致的生理性左室肥厚重塑者致使生理結(jié)構(gòu)上的改變，顯示有著良好的左室舒張功能[7]。與病理性心室肥大不同，盡管從微觀角度尚未充分認(rèn)識(shí)心臟這一適應(yīng)現(xiàn)象的基本機(jī)制，但有研究表明，心肌內(nèi)Ca2+代謝和心肌能量系統(tǒng)的改變可能是運(yùn)動(dòng)引起心肌舒張功能提高的部分原因。左心室舒張期是胞漿中的鈣離子回收入肌漿網(wǎng)，是一個(gè)需要能量的主動(dòng)過程，左心室不同層面的心肌纖維協(xié)同收縮形成“擰毛巾”樣的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，心肌縱向縮短、徑向增厚、心室腔周徑縮小，舒張過程正與此相反。舒張功能與心肌松弛及心室順應(yīng)性有關(guān)，并受心肌緊張度調(diào)節(jié)，心肌松弛由負(fù)荷、心肌未激活以及非同步性決定。本研究應(yīng)用TDI技術(shù)檢測(cè)局部心肌舒張?jiān)缙谒俣?，發(fā)現(xiàn)幾乎所有左室心肌節(jié)段的Ve運(yùn)動(dòng)員組均顯著高于普通人，說明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練有助于提高心肌的舒張功能。盡管運(yùn)動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)員心肌收縮功能較普通人可更顯著提高，但是在安靜狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)員與普通人心肌收縮功能并無顯著差異[3]。在此之前對(duì)運(yùn)動(dòng)員心臟評(píng)價(jià)的指標(biāo)多以心室的收縮功能、射血分?jǐn)?shù)和短軸縮短率來評(píng)價(jià)心臟的功能。通過實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，大部分的左室壁節(jié)段運(yùn)動(dòng)員心肌收縮速度與普通人相比并無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但是所有節(jié)段數(shù)值上依然表現(xiàn)出運(yùn)動(dòng)員高于普通人(且少數(shù)節(jié)段的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義)，提示運(yùn)動(dòng)員局部心肌的收縮功能提高。

綜上所述，靜息狀態(tài)下與普通人比較，運(yùn)動(dòng)員左室壁心肌舒張功能普遍增加，收縮功能亦有增加的趨勢(shì)。

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